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PROYECTO 1.1. SIMBOLOGIA DE DISPOSITIVOS DE CONTROL

Proyecto No. 1.1.

PROYECTOS DE LA UNIDAD I

SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIORF DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA

INSTRUMENTACIÓN

Catedrático: Ing. Silvino Hernández

López

Alumno: Cristian Santiago Mayoral

Proyecto 1.1.

I. TITULO

Simbología de los dispositivos de control utilizados en Instrumentación

II. OBJETIVO

Conocer conceptos, términos y la simbología que se utiliza en los circuitos de control para la Instrumentación, y diseñar cinco aplicaciones con el software de simulación Fluid-Sim-P de la empresa Festo y el software The Constructor y el software CADE-SIMU

III. INTRODUCCIÓN

3.1. GENERALIDADES3.1.1. Lectura1

Los procesos industriales exigen el control de la fabricación de los diversos productos obtenidos.Los procesos son muy variados y abarcan muchos tipos de productos: la fabricación de los productos derivados del petróleo, de los productos alimenticios, la industria cerámica, las centrales generadoras de energía, la siderurgia, los tratamientos térmicos, la industria papelera, la industria textil, etc.En todos estos procesos es absolutamente necesario controlar y mantener constantes algunas magnitudes (variables de proceso), tales como la presión, el caudal, el nivel, la temperatura, el pH, la conductividad, la velocidad, la humedad, el punto de rocío, etcétera. Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y la regulación de estas constantes en condiciones más idóneas que las que el propio operador podría realizar.En los inicios de la era industrial, el operario llevaba a cabo un control manual de estas variables utilizando solo instrumentos simples, manómetros, termómetros, válvulas manuales, etc., control que era suficiente por la relativa simplicidad de los procesos.

Sin embargo, la gradual complejidad con que éstos se han ido desarrollando ha exigido su automatización progresiva por medio de los instrumentos de medición y control. Estos instrumentos han ido liberando al operario de su función de actuación física directa en la planta y al mismo tiempo, le han permitido una labor única de supervisión y de vigilancia del proceso desde centros de control situados en el propio proceso o bien en salas aisladas separadas; asimismo, gracias a los instrumentos ha sido posible fabricar productos complejos en condiciones estables de calidad y de características, condiciones que al operario le serían imposibles o muy difíciles de conseguir, realizando exclusivamente un control manual.

PROYECTOS DE LA UNIDAD I 2

3.1.2. Ejercicio 11. Resumen de la lectura

2. Definaa) Variable de proceso:

b) Procesos industriales:

c) Presión:

d) Nivel:

e) Caudal:

f) pH:

g) Conductividad:

h) Velocidad:

i) Punto de rocío:

3.1.3. Lectura 2Los procesos industriales a controlar pueden dividirse ampliamente en dos categorías: procesos continuos y procesos discontinuos. En ambos tipos, deben mantenerse en general las variables (presión, caudal, nivel, temperatura, etc.),bien en un valor deseado fijo, bien en un valor variable con el tiempo de acuerdo con una relación predeterminada, o bien guardando una relación determinada con otra variable.El sistema de control que permite este mantenimiento de las variables puede definirse como aquel que compara el valor de la variable o condición a controlar con un valor deseado y toma una acción de corrección de acuerdo con la desviación existente sin que el operario intervenga en absoluto.El sistema de control exige pues, para que esta comparación y subsiguiente corrección sean posibles, que se incluya una unidad de medida, una unidad de control, un elemento final de control y el propio proceso. Este conjunto de unidades forman un bucle o lazo que recibe el nombre de bucle de control. El bucle puede ser abierto (fig. 1.1.1) o bien cerrado (fig. 1.1.2).Un ejemplo de bucle abierto es el calentamiento de agua en un tanque mediante una resistencia eléctrica sumergida.Un bucle cerrado representativo lo constituye la regulación de temperatura en un intercambiador de calor.En ambos casos se observa que existen elementos definidos como el elemento de

medida, el transmisor, el controlador, el indicador, el registrador y el elemento final. Estos elementos y otros adicionales se estudiarán en el resto del capítulo, considerando las características propias del instrumento (§ 1.2) y las clases de instrumentos (§ 1.3) que se emplean en los procesos industriales.

Fig. 1.1.2. Bucle cerrado de regulaciónFig.1.1.1. Bucle abierto de regulación

3.1.4. Ejercicio 21. RESUMEN DE LA LECTURA

2. Definaa) Procesos continuos: Un proceso continuo se caracteriza porque las

materias primas están constantemente entrando por un extremo del sistema, mientras que en el otro extremo se obtiene de forma continua un producto terminado

b) Procesos discontinuos: Se reciben a la entrada del proceso las cantidades de las diferentes piezas discretas que se necesitan para realizar un proceso. Sobre este conjunto se realizan las operaciones necesarias para producir un producto acabado o un producto intermedio para un procesamiento posterior.

c) Sistema de control: Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado, de modo que se reduzcan las probabilidades de fallos y se obtengan los resultados buscados.

d) Bucle abierto y ejemplo: Un ejemplo de bucle abierto es el calentamiento de agua en un tanque mediante una resistencia eléctrica sumergida.

e) Bucle cerrado y ejemplo: Un bucle cerrado representativo lo constituye la regulación de temperatura en un intercambiador de calor.

3.2. INVESTIGAR Y PONER RESUMEN

3.2.1. Términos utilizados en instrumentaciónTérmino en inglés

Término en español

Definición Ejemplos

1. Range Intervalo de medida Espectro o conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos dentro de los limites superiores e inferiores de la capacidad de medida, de recepción o de transmisión del instrumento.

Un manómetro de intervalo de medida 0-10 bar, un transmisor de presión electrónico de 0-25 bar con señal de salida 4-20 mA c.c. o un instrumento de temperatura de 100-300 ºC.

2. Span Alcance Es la diferencia algebraica entre los valores superiores e inferiores del campo de medida del instrumento.

En los ejemplos anteriores es de 10 bar para el manómetro, de 25 bar para el transmisor de presión y de 200 ºC para el instrumento de temperatura.

IV. CORRELACIÓN CON LOS TEMAS Y SUBTEMAS DEL PROGRAMA DE ESTUDIOS VIGENTE

3. Error Error Es la desviación que representan las

Error=valor leído enel instrumento−valor ideal de lavariable medida .

medidas prácticas de una variable de proceso con relación a las medidas teóricas o ideales, como resultado de las imperfecciones de los aparatos y de las variables parásitas que afectan al proceso.

Error absoluto=valor leido−valor verdadero.

Valor relativo=error absoluto÷ valor verdadero

4. Uncertainty Incertidumbre de la medida

Cuando se realiza una operación de calibración, se compara el instrumento a calibrar con un aparato patrón para averiguar si el error se encuentra dentro de los límites dados por el fabricante del instrumento.

Influencia de las condiciones ambientales.

Lecturas diferentes de instrumentos analógicos realizadas por los operadores.

Valores inexactos de los instrumentos patrón.

5. Accuracy Exactitud Es la cualidad de un instrumento de medida por la que tiende a dar lecturas próximas al verdadero valor de la magnitud medida.

La exactitud se da términos de inexactitud, es decir, un instrumento de temperatura de 0-100 ºC con temperatura del proceso de 100 ºC y que marca 99,98 ºC se aproxima al valor real en 0,02 ºC, o sea tiene una inexactitud de 0,02 ºC.

6. Precisión Es la cualidad de un instrumento por la que tiende a dar lecturas muy próximas unas a otras, es decir, es el grado de dispersión de las mismas. Un instrumento puede tener una pobre exactitud, pero una gran precisión.

Un manómetro de intervalo de medida de 0 a 10 bar, puede tener un error de cero considerable marcando 2 bar sin presión en el proceso y diversas lecturas de 7,049, 7,05, 7,051, 7,052 efectuadas a lo largo del tiempo y en las mismas condiciones de servicio, para una presión del proceso de 5 bar. Tendrá un error practico de 2 bar, pero los valores leídos estarán muy próximos entre sí con una muy pequeña dispersión máxima de 7,052-7,049=0,003, es decir, el instrumento tendrá una gran precisión.

7. Dead zone Zona muerta Es el campo de valores de la variable que no hace variar la indicación o la señal de salida del instrumento, es decir, que no produce su respuesta. Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida.

Por ejemplo: en el instrumento de la figura 1.3 es de ±0,1%, es decir: 0,1 ×200/100=±0,2 ºC.

8. Sensitivity Sensibilidad Es la razón entre el incremento de la señal de salida o de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado de reposo.

Si un transmisor electrónico de 0-10 bar, la presión pasa de 5 a 5,5 bar y la señal de salida de 11,9 a 12,3 mA c.c., la sensibilidad es el cociente:

(12,3−11,9)/(20−4)5,5−5¿

/10 ¿=±0,5mA c .c ./ ¿̄

9. Repeatibility Repetibilidad Es la capacidad de reproducción de las posiciones de la pluma o del índice o de la señal de salida del instrumento, al medir repetidamente valores idénticos de la variable en las mismas condiciones de servicio y en el mismo sentido de variación, recorriendo todo el campo.

10. Hystéresis Histéresis Es la diferencia Si un termómetro de 0-100 %, para el

máxima que se observa en los valores indicados por el índice o la pluma del instrumento o la señal de salida para el mismo valor cualquiera del campo de medida, cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos, ascendente y descendente.se expresa en tanto por ciento del alcance de la medida.

valor de la variable de 40 ºC, la aguja marca 39,9 al subir la temperatura desde 0, e indica 40,1 al bajar la temperatura desde 100 ºC, el valor de la histéresis es de :

40,1−39,9100−0

∙100=±0,2%

4.1. Unidad I. Conceptos básicos de la Instrumentación. 1.1. Definiciones y conceptos.

V. MATERIAL Y EQUIPO NECESARIOS:

5.1. Tabulación 1.1.1.Relación de material y equipo para proyecto 1.1.

CANT. NOMBRE DESCRIPCIÓN SIMBOLOGÍA

AMERICANA (NEMA)

SIMBOLOGÍA

EUROPEA (DIN)

VI. METODOLOGÍA PARA LA REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DEL PROYECTO.

6.1. Circuitos de control diseñados

6.1.1. Circuito 1(A). Controlar luces piloto con los botones de marcha y paro1. Utilizando el Cade-Simu o el Fluid-Sim-P

2. Utilizando The Constructor

MARCHA

K1K1 K1

L 1 L 2

Descripción del funcionamiento

EstadoCircuito energizado

CUANDO EL CIRCUITO ESTA ENERGIZADO SE ILUMINA SOLO LA L1

Pulsamos Marcha

SE ENERGIZA TODO EL CIRCUITO EXCEPTO L1

Pulsamos Paro

VUELVE A EL ESTADO INICIAL ILUMINANDO L1

VICTOR.S.HERNANDEZ@HOTMAIL.COM

ENVIAR TODOS LOS CIRCUITOS DEL PROYECTO. UTILIZAR EL FLUID SIM

DOMINGO PROXIMO ALAS 23:00 HRS

Luz roja encendida.

Pulsamos Marcha

Apaga luz roja y enciende luz verde.

Pulsamos Paro

Apaga luz verde y enciende luz roja.

F6.1.2. Circuito 2(A). Paro desde dos lugares diferentes. Marcha desde un solo lugar. 1. Utilizando el Cade-Simu o el Fluid-Sim-P

MARCHA

K1 K1 K1

LA LUZ ROJA ENCENDIDA

Pulsamos Marcha

SE APAGA LA LUZ VERDE Y SE ENCIENDE LA LUZ VERDE

Pulsamos Paro VUELVE AL EL

ESTADO INICIAL, PRENDE LUZ ROJA Y APAGA LUZ VERDE

EstadoCircuito energizadoPulsamos MarchaPulsamos Paro

6.1.3. Circuito 3(A). Marcha desde dos lugares diferentes. Paro desde un solo lugar.

1. Utilizando el Cade-Simu o el Fluid-Sim-P

K1 K1MARCHA

L 1 L 2

MARCHA K1

LA LUZ ROJA ENCENDIDA

Pulsamos Marcha

SE APAGA LA LUZ VERDE Y SE ENCIENDE LA LUZ VERDE

Pulsamos Paro VUELVE AL EL

ESTADO INICIAL, PRENDE LUZ ROJA Y APAGA LUZ VERDE

6.1.4. Circuito 4(A). Uso de un selector para determinar el lugar desde donde vamos a operar el sistema.1. Utilizando el Cade-Simu o el Fluid-Sim-P

LUGAR 1LUGAR 2

PARO 1

MARCHA 1

PARO 2

MARCHA 2 K1 K2

6.1.5. Circuito 5(A). Control secuencial. La luz piloto ámbar sólo se activa cuando se ha encendido la luz piloto verde y apagada la luz piloto roja.

1. Utilizando el softwareCade-Simu o el Fluid-Sim-P

2. Utilizando el software The Constructor

K1 K1MARCHA

L 1 L 2

1 3 4 5

Luz roja encendida

Pulsamos Marcha

Luz roja apagada, luz verde y azul encendidas

Pulsamos Paro

Luz roja encendida

VII. SUGERENCIAS DIDACTICAS

7.1. Diseñar y simular los circuitos, utilizando el software Cade-Simu o el Fluid-Sim-P7.2. Diseñar y simular los circuitos, utilizando el software The Constructor

VIII. REPORTE DEL ALUMNO (RESULTADOS)

8.1. Reportar los dibujos de los circuitos8.2. La tabla donde se describe el funcionamiento de cada circuito

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1.1 Straight Line

Reporte Uso de Disparadores Catedrático

I DATOS GENERALES DEL PROYECTO, DEL PROMOVENTE Y DEL RESPONSABLE DEL ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL I.1. DATOS GENERALES DEL PROYECTO I.1.1 Nombre del proyecto

Proyecto collahuasi

Proyecto convivencia

Proyecto dizfras

PROYECTO DEG

PROYECTO MACRO

Proyecto lety

Version 1.1 - SustainCERT

1.1. COMPLEX ION

Proyecto Virtual

Appendix-1.1 (Referred to in Paragraph 1.1; page 1) Part A

10 1.1 387 5442

rI 1.1 - ERIC

Proyecto MUS

Proyecto Accion

version 1.1 - Erlang/OTP

Proyecto - Aladi

SECTION 1.1. Sets